De sieve celler er dem, der carry saft med sukker og næringsstoffer i phloem af ikke-angiosperm karplanter. De er homologe med sigterørelementerne i angiospermer. Begge typer celler forbliver i live på trods af at de har mistet kernen og adskillige essentielle organeller.
Sigtecellerne er lange og smalle med overlappende ender. På hele deres laterale overflade har de små porøse områder (sigter) i kontakt med albuminøse celler, undertiden kaldet Strasburger-celler.
Kilde: pixabay.com
Skærmrørelementer er korte og brede. De danner kontinuerlige rør. Nær deres ender har de porøse plader i kontakt med ledsagende celler.
Struktur
Ligesom de fleste floemceller, har sigter en cellevæg bestående af cellulose, hemicellulose og pectin. Skærme er depressioner med porer op til 15 μm i diameter. Disse kan observeres ved hjælp af et optisk mikroskop.
Porerne krydses af broer eller cytoplasmatiske tubuli mellem tilstødende sigte og albuminøse celler, hvilket skaber kontinuitet mellem protoplasmerne fra begge.
Hver af disse broer er omgivet af en cylinder med kallose sammensat af en tætpakket, hyalisk udseende ß-glucan. Dette forhindrer lækage af broens indhold.
I modsætning til sigtrørelementer stammer tilstødende sigte og albuminøse celler generelt ikke fra opdelingen af den samme forældercelle.
Strukturerne i cellevæggene, der ved hjælp af broer etablerer kommunikation mellem protoplasmerne af albumin og sigteceller kaldes plasmodesmer.
Forhold til andre celler
Karplanter har to typer komplekst ledende væv organiseret i parallelle vaskulære bundter langs cortex af rødder, stængler, grene og bladårer.
På den ene side distribuerer xylem vand og mineralopløst stoffer, der er taget fra jorden. På den anden side bærer floem vand, sukker produceret ved fotosyntesen og næringsstoffer, der tidligere er lagret i andre celler.
Ligesom xylem, er floem afledt fra en vækstregion af stammen kaldet det vaskulære kambium. Dets vigtigste komponent er sigtecellerne eller elementerne i sigtrøret.
Floemen indeholder også sclerenchymale celler med understøttende funktion, idioblaster, sekretorisk funktion og parenchymale celler med opbevaringsfunktion.
Albuminske celler er også parenkymale. Ligesom ledsagende celler fra angiospermer har de en protoplasma med rigelige ribosomer og mitokondrier, et omfattende groft endoplasmatisk retikulum, plastider med stivelseskorn og en kerne, der kan lobes. De kan også have en stor vakuum.
Mangler essentielle kerner og organeller har sigteceller brug for det stofskifte maskiner, proteiner og ribonukleære proteinkomplekser, andre næringsstoffer, ATP, signalmolekyler og albuminhormoner for at forblive i live.
Bevægelsen af disse forbindelser i planten ville ikke være mulig uden albuminøse celler.
Fungere
Bevægelse af vand og opløste stoffer i floemet kan ske i forskellige retninger på forskellige tidspunkter. Selv visse opløste stoffer kan bevæge sig i modsatte retninger samtidigt. Denne kapacitet skyldes det faktum, at floemet er sammensat af levende celler, der er i stand til at udføre forskellige metaboliske processer.
Fra albuminøse celler lægges sukkerne, der er produceret i fotosyntetisk væv, ind i sigtecellerne. Forøgelse af koncentrationen af sukkerarter i disse celler mindsker det osmotiske potentiale i saften, og tiltrækker vand fra det tilstødende xylem. Dette øger sigtcellernes turgor.
Sapets øgede tryk får den til at passivt bevæge sig mod målvævet.
Efterhånden som sukkeret udledes i disse væv, formindskes sigtecellens turgor, hvilket får vandet til at returneres til xylemen. Denne proces gentages cyklisk og producerer kontinuerlig afsendelse af sukker ved floemet og dets udledning i målvævet.
I nogle planter kræver udledning af sukkerarter i sigtecellerne mod en koncentrationsgradient enzymet adenosintrifosfat.
Aflæsning af sukker i blomster og frugter indebærer en ekstra energiudgift, fordi transporten skal finde sted mod en gradient af saccharose, fruktose og glukose.
Vækstperioder
I perioder med størst plantevækst er de vigtigste aktive sigteceller dem, der udgør en del af floemet af stivelsesoplagringsorganerne og de voksende apikale, rod- og aksillære meristemer.
I perioder med intens fotosyntetisk aktivitet er de vigtigste aktive sigceller celler fra bladmassens floem og opbevaringsorganerne.
Patologi
Vira, der angriber planter, bruger ofte sigte-celle-systemer eller sigterørelementer som en kanal for at invadere hele organismen.
De screenede celler udsletter læsionerne, der lider hurtigt gennem afsætningen af callosal. Bladlus har specielt tilpassede mundstykker til at neutralisere dette forsvar, så de kontinuerligt kan suge sap i timevis. Disse og andre safte-spisende insekter transmitterer vira, der angriber planter.
Når silceller dør, så gør deres tilknyttede albuminske celler. Dette er en indikation af den tætte gensidige afhængighed af begge typer mikroorganismer.
Det er ukendt, hvorfor store mængder rørformet endoplasmatisk retikulum kan forårsage okklusion af sigteporer i sigtecellerne i gymnosperms.
Udvikling
Xylem og floem løste problemet med vand- og næringsstoftransport i jordbaserede miljøer, hvilket muliggjorde udviklingen af store planter og derfor udseendet af skove og genereringen af den enorme biodiversitet, som de har i hele verden.
Med hensyn til sigtrørelementerne og deres ledsagende celler betragtes de tilknyttede sigte og albuminøse celler som primitive. Det faktum, at sigteceller findes i alle karplanter uden blomster, og kun i nogle fylogenetisk basale angiospermer, peger på dette.
Angiosperms menes at stamme fra gymnospermer. Dette ville være den evolutionære grund til, at saptransportsystemerne, der er baseret på sigtrørelementer, ligner dem, der er baseret på sigteceller. Med andre ord, begge systemer ville være homologe.
Som bevis på denne homologi kan det nævnes, at begge systemer viser bemærkelsesværdige ligheder, især i egenskaberne af protoplasten (tab af kernen og af organellerne selv) og screeningssystemet.
Referencer
- Azcón-Bieto, J., Talón, M. 2006. Fundamentals of plant physiology. McGraw-Hill, Madrid.
- Beck, CB 2010. En introduktion til plantestruktur og -udvikling - planteanatomi i det 21. århundrede. Cambridge University Press, Cambridge.
- Evert, RF, Eichhorn, SE 2013. Biologi af planter. WH Freeman, New York.
- Gifford, EM, Foster, AS 1989. Morfologi og udvikling af karplanter. WH Freeman, New York.
- Mauseth, JD 2016. Botanik: en introduktion til plantebiologi. Jones & Bartlett Learning, Burlington.
- Rudall, PJ Anatomi af blomstrende planter - en introduktion til struktur og udvikling. Cambridge University Press, Cambridge.
- Schooley, J. 1997. Introduktion til botanik. Delmar forlag, Albany.
- Stern, RR, Bidlack, JE, Jansky, SH 2008. Introduktionsplantebiologi. McGraw-Hill, New York.